单相桥式全控整流电路Matlab仿真完美

1、目录单相桥式全控整流电路仿真建模分析 1（一）单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）11. 电路的结构与工作原理 12建模33仿真结果与分析 44小结6（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）71.电路的结构与工作原理72建模83仿真结果与分析104.小结12（三）单相桥式全控整流电路（反电动势负载）131.电路的结构与工作原理122建模143仿真结果与分析164小结18单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波 形。二. 实验内容（一）单相桥式全控整流电路（纯

2、电阻负载）1. 电路的结构与工作原理1.1电路结构uJzar1U21 Iz_2kVT2单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图（截图）1.2工作原理用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶 闸管是一个桥臂。（1）在U2正半波的（0a ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个 晶闸管的漏电阻相等，贝U uT1.4= uT2.3=1/2 u2。（2）在u2正半波的3 t=a时刻：触发晶闸管 VT1、VT4使其导通。电流沿 a-VT1 -R-VT4-b-Tr的二次 绕组一a流通，负载上有电压（ud=u2）和电流输出，两者波形相位相

3、同且uT1.4=0。 此时电源电压反向施加到晶闸管 VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态， 则uT2.3=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4 直导通到31= n为止，此时因电源电压过零， 晶闸管阳极电流下降为零而关断。（3）在u2负半波的（n n + a）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。此 时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。（4）在u2负半波的3 t= n + a时刻：触发晶闸管 VT2、VT3，元件导通，电流沿 b-VT3-R-VT2-a-Tr的二 次绕组-b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出 电压（u

4、d=-u2）和电流，且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上，使其承受反压而处于关断状态。晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到31=2 n为止，此时电源电压再次过零，晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、 VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。1.3基本数量关系a. 直流输出电压平均值n2b. 输出电流平均值=09ucosaRR 22建模在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu4,同时模型建立如下图所示:图2单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的MATLA仿真模型2.1模型参数设置a.交流电源参数|50Sample tine:OKCane

5、 elHelpApplyb.同步脉冲信号发生器参ParapetstJ7 interpret vector paraaeters as 1D0KCancelKelpApplyPulse Gen erator 1 的参数PaTass-t era；Cancel IHelp IApplyc. 示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流lai;晶闸管电压Ual :电源电流i2通过负载电流Id；负载两端的电压Udod. 电阻R=1欧姆3仿真结果与分析a.触发角a =0 , MATLAB仿真波形如下:00-00ooo 31211卞OOOO o o O 324o o Oo O4 3图3 a =0单相桥

6、式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）b.触发角a =30 ，MATLAB仿真波形如下：OD 00口3 9-1irrie atrset Oa =30。单相桥式全控整流电流仿真结果（纯电阻负载）（截图）C.触发角a =60 , MATLAB仿真波形如下：50504020ooo2-2-4302010Ida =60。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载） （截图）d.触发角a =900 ，MATLAB仿真波形如下: OOOD o O o D o O5 5OOODOOO321a =90。单相桥式全控整流电路仿真结果（纯电阻负载）（截图）在电源电压正半波（0n ）区间，晶闸管承受正向电压，脉冲

7、UG在31= o处触 发晶闸管VT1和VT4,晶闸管VT1,VT4开始导通，形成负载电流id，负载上有输 出电压和电流。在3 t= n时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断， 负载电流为零。在电源电压负半波（n n）区间，晶闸管VT1和VT4承受反向电压而处于关断 状态，晶闸管VT2和VT3承受正向电压，脉冲UG在31= o处触发，晶闸管VT2,VT3 开始导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流。4小结在单项全控桥式整流电路电阻性负载电路中（图4-1），要注意四个晶闸管1,4和晶闸管2, 3的导通时间相差半个周期。脉冲发生器参数设置公式：（1/50） * （ a

8、 /360 ）在这次的电路建模、仿真与分析中，我对电路的建模仿真软件熟练了很多， 对电路的了解与分析也加深了很多，比如晶闸管压降的变化，负载电流的变化。（二）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）1.电路的结构与工作原理1.1电路结构单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的电路原理图（截图）1.2工作原理（1）在U2正半波的（0a ）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发 脉冲，处于关断状态。假设电路已工作在稳定状态，则在 0a区间由于电感释 放能量，晶闸管VT2 VT3维持导通。（2）在u2正半波的3 t = a时刻及以后：在3 t = a处触发晶闸管VT1、VT4 使其导通，电流沿a-V

9、TLL-FHVTgb-Tr的二次绕组一 a流通，此时负载上 有输出电压（ud=u2）和电流。电源电压反向加到晶闸管 VT2 VT3上，使其承受 反压而处于关断状态。（3）在U2负半波的（n n +a）区间：当3 t = n时，电源电压自然过零， 感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。在电压负半波，晶闸管 VT2 VT3承受正 压，因无触发脉冲，VT2 VT3处于关断状态。（4）在U2负半波的3 t = n + a时刻及以后：在3 t = n + a处触发晶闸管VT2VT3使其导通，电流沿 bVTAL R VTMaTr的二次绕组b流通，电源电 压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（

10、ud=-u2）和电流。此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。晶闸管 VT2 VT3一直要导通到下一周期3 t=2n +a处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。从波形可以看出a 900输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移相范 围是090o。控制角a在090o之间变化时，晶闸管导通角0 = n，导通角B与 控制角a无关。1.3基本数量关系a.直流输出电压平均值dcos：Full*GeerstwCun*gn1mHpn|MLOo-taihad ThyristorTh 酒303Ci 皿“ t MeasuremeitlS-oape：eialed Th/fislsrlDe

11、La lied TnyriValLaae hreasureineHiUd=1 一 2U2sin td( t)二n a=0.9U2 cos：b.输出电流平均值2. 建模在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu5,同时模型建立如下图所示Pulse OjereraEofl单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）的MATLA仿真模型2.1模型参数设置a.交流电源参数b.同步脉冲信号发生器参数Pulse Gen erator 的参数Pulse Gen eratorl 的参数ParametersPulse type: Time basedvTime (t): Use simulation time

12、yAmplitude:Period (secs):au?Pulse Width (% of period):1 0Rhase de fay (secs):d.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管电流lai;晶闸管电压Ual :电源电流i2通过负载电流Id ；负载两端的电压Udo3仿真结果与分析a.触发角a =0 , MATLAB仿真波形如下：500 Illiill r a a aF : iT f a T jb w JH a V j n H h rs m si ij b Tb jTi 4 H h h I. u Ti a j T V jb h h R a 甘bin ar I* ，F h

13、i W imb百叩.11.1.100.050.10L15Q20L 更130 350 4TilTlR nfffiRi- flb.触发角a =30 , MATLAB仿真波形如下：a =30。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）C.触发角a =60 , MATLAB仿真波形如下：d.触发角a =90 , MATLAB仿真波形如下:a =60。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）irne offset; 0a =90。单相桥式全控整流电路仿真结果（阻-感性负载）（截图）4.小结由于电感的作用，输出电压出现负波形；当电感无限大时，控制角a在090 之间变化时，晶闸管导通角

14、9 =n ,导通角B与控制角a无关。输出电流近似平直, 流过晶闸管和变压器副边的电流为矩形波。 a =120时的仿真波形，此时的电感 为有限值，晶闸管均不通期间，承受二分之一的电源电压。（三）单相桥式全控整流电路 （反电动势负载）1.电路的结构与工作原理1.1电路结构IdT VT1VT3单相桥式全控整流电路（反电动势负载）的电路原理图（截图）1.2工作原理当整流电压的瞬时值ud小于反电势E时，晶闸管承受反压而关断，这使得 晶闸管导通角减小。晶闸管导通时，ud=u2,晶闸管关断时，ud=Eo与电阻负载相 比晶闸管提前了电角度S停止导电，S称作停止导电角。、二 arcs in若a T .&S4!

15、t 4T Fak asplitud (V):Measu.3rezzent sNz-neOKCancelHelp1pply|b.同步脉冲信号发生器参数Pulse Gen erator 的参数ParametersPulse lypeTime bsedyTime (1J: Use simulatjciritimmyAmplitude:：3Penod (secs):EmPulse Width (% of period):10Phase delay (secs):7b01/1 80)*30叼 Interpret vector parometers os 1 -DPulse Gen eratorl 的参数

16、ParametersPulse type: iTime based7Time ft): Use simulation time7Amplitude:1Period (secs):：.O2Pulse Width (力 of period):1 UPhase delay (secs):0 01+(0 01/100)*30叼 Interpret vector parameters as 1 -DC.电阻、反电动势参数电阻参数反电动势参数d.示波器参数示波器五个通道信号依次是：通过晶闸管VT1.VT4电流lai :晶闸管VT1.VT4电压Ual;电源电流i2通过负载电流Id;负载两端的电压Ud;通 过晶闸管VT2.VT3电流电压。3仿真结果与分析a.触发角a =0 , MATLAB仿真波形如下a =0单相桥式全控整流电路仿真结果（反电动势负载）（截图）b.触发角a =30 ，MATLAB仿真波形如下：50005000TT0i 0.010.02003 0LD4 0.050.060.070.080.09 朗a =30单相桥式全控整流电路仿真结果（